Добавил:

ivanov666 Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Башкирский Государственный Аграрный Университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

Автоматика и автоматизация производственных процессов. Методические указания

.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

06.09.2026

Размер:

1 Мб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 12 / 62 3 4 5 6 > Следующая >>>

ремещение Хвх, вводимое ручкой «ввод Х0», находящейся на панели

UUU

пх







вх

пвы

1)1(

пвых





KmK

блока ПД2. Отсчет вводимых перемещений производится по линей-

ной шкале «смещение X» потенциометра (блок УМ2). Выходной величиной ПД2 является напряжение U циометра. На лицевой панели блока ПУ напряжение U к клемме 2 выхода «U

». В остальном работа ПД2 аналогична рабо-

пд

, снимаемое с движка потен-

вых

подведено

вых

те датчика ПД1.

Зависимость напряжения на выходе датчика от входной величины называется его статической характеристикой. Одним из основных требований, предъявляемых к потенциометрическому датчику,

является линейность статической характеристик. На холостом ходу, когда Rн =  статическая характеристика потенциометрического

датчика линейна, т.е. напряжение на выходе датчика пропорционально перемещению движка от начального положения Хвх, φ

(см.

вх

рис. 3). и при равномерной намотке витков датчика с одним прово-

дом.

Однако выход датчика обычно подключается к измерительным электрическим приборам или преобразователям, которые имеют ко-

нечное входное сопротивление (Rн < ∞). Характеристика датчика в

этом случае существенно отличается от линейной и может быть по-

строена по формуле.

, (1)

где Uп – напряжение питания датчика, В; m = Rд / Rн – коэффициент, характеризующий нагрузку датчика; Rд – полное сопротивление датчика, Ом; Rн – сопротивление нагрузки, Ом; K – коэффициент, характеризующий положение движка датчика.

Для датчика угловых перемещений (см. рис. 2) K = φвх / φ

; для

датчика линейных перемещений (см. рис. 3) K = Хвx / Х0.

мость U

При Rн <  статическая характеристика, показывающая зависи-

= f (K), имеет нелинейный характер, причем относитель-

вых

ное отклонение характеристики нагруженного датчика от характери-

вых

выхп

UKU 



)1(m

1)1(m









вх

вых

вхпвх

выхпвыx

ст

)1(













nUU

вх

вых

вхпвх

выхпвых

ст

)1(

nXX

nUU









стики холостого хода (относительная линейность) может быть вы-

числено по экспериментальным данным по формуле

, (2)

а теоретическое значение – по формуле

, (3)

где Uп – напряжение питания, за которое принято наибольшее значение U

при Rн = .

вых

Кривая относительной нелинейности имеет максимум при K = 0,5. В этом случае max = 0,25 м = 25м, %. Статические свойства

датчика характеризуются также статическим коэффициентом пере-

дачи Kст. Для датчика угловых перемещений

, (4)

линейных перемещений

, (5)

Из приведенных формул следует, что статический коэффициент передачи представляет собой отношение приращения выходной величины к вызвавшему его приращению входной величины. Статический коэффициент передачи может быть рассчитан по данным, полученным в результате измерения или снятым со статической харак-

теристики.

да.

ние:

Программа и порядок выполнения работы

1. Ознакомиться с расположением блоков лабораторного стен-

2. Установить органы управления стендом в исходное положе-

на блоке ТРЩ:

– тумблер «сеть» – откл.;

на блоке ИП:

– тумблер «Ũ» – откл.;

– тумблер «Ū» – откл.;

– тумблер «Uк» – откл.;

– тумблер «30 В – 3 В» – «30 В»;

– тумблер «50 мА – 5 мА» – «50 мА»;

– переключатель «контроль» – «Uвх»;

– ручку «рег. Uк» – в крайнее левое положение;

– ручку «рег. Iк» – в крайнее левое положение;

на блоке ПУ:

– тумблер «контроль–работа» – «контроль»;

– тумблер «ЭРВ–ГИ» – «ЭРВ»;

– тумблер «захват» – «выкл.»;

– тумблер «сек.» – «выкл.»;

– тумблер «Uпд» – «выкл.»;

на блоке МУ:

– переключатель «контроль–работа» – «контроль»;

– тумблер «~220» – «выкл.»;

– тумблер «МУ1» – «выкл.»;

– тумблер «МУ2» – «выкл.»;

– тумблер «смещение» – «выкл.»;

– ручку регулировки обратной связи – в левое крайнее

положение; – переключатель «усиление» – в положение 0; – ручку Rвх – в крайнее правое положение; на блоке ИМ2: – тумблер «двигатель» – «выкл.»; – тумблер «маяк» – «выкл.»;

3. Снять статические характеристики потенциометрического

датчика угловых перемещений ПД1 на холостом ходу (при Rн = ∞):

1) при помощи проводника соединить клемму 1 «U

Данные

эксперимента

Расчет по данным

эксперимента

Теорет.

значени

вых

, В

Kст

, %

Номер

измере

ния



вх

град

вх



K

(0 = 320°)

Rн=



Rн1=

Rн2=

Rн=



Rн1=

Rн2=

1 2 3

4 5 6 7 8 9 10

1 2 3 4 5 6 7 8 9

0 40 80

120 160 200 240 280 320

ПУ) с клеммой «Uвx» (блок ИП);

» (блок

пд

2) включить тумблеры «сеть» (блок ТРЩ), «U

» (блок ПУ),

пд

«Ū» и «Uк» (блок ИП);

3) изменять положение ручки «ввод φ

» (блок ПУ) от 0 до 32

через 4 деления. При этом угол будет меняться от 0 до 320° с шагом φ

= 40. Снять зависимость U

вх

вых

= f (φ

) и внести полученные дан-

вх

ные в табл.1.

Таблица 1

Результаты исследования датчиков угловых перемещений

4. Снять статические характеристики ПД1 под нагрузкой (зна-

чения Rн1 и Rн2 задаются преподавателем);

жение «Uк»;

ние Uк = 10 В;

«U ным на все время снятия статической характеристики под нагрузкой;

троля и установить при помощи ручки «рег. I ния на миллиамперметре (блок ИП);

1) установить переключатель П («контроль», блок ИП) в поло-

2) установить при помощи ручки «рег. U

3) при помощи второго проводника соединить клемму

вых/Uк

4) для получения заданного значения Rн1 вычислить ток кон-

» (блок ИП) напряже-

» с клеммой «+общ.» (блок ИП); провод остается включен-

» полученные значе-

5) установить переключатель П («контроль», блок ИП) в поло-

Данные

эксперимента

Расчет по данным

эксперимента

Теорет.

значени

Kст

, %

Номер

измере

ния

Xвх,

град

вх

K 

(X0 = 20см)

Rн=



Rн1=

Rн2=

Rн=



Rн1=

Rн2=

1 2 3

4 5 6 7 8 9 10

1 2 3 4 5 6 7 8

9 10 11

0 2 4 6

8 10 12 14 16 18 20

жение «Uвх»;

6) снять зависимость U

вых

= f (φ

) и внести полученные данные

вх

в графу 5 табл. 1;

7) пп.1) – 5) повторить для Rн = Rн2 и внести полученные дан-

ные в табл.1, графу 6;

8) отключить тумблер «сеть» (блок ТРЩ), разобрать схему.

5. Снять статические характеристики потенциометрического

датчика линейных перемещений ПД2 на холостом ходу:

1) При помощи проводника соединить клемму 2 «U

ПУ) с клеммой «Uвх» (блок ИП);

2) Включить тумблеры «сеть» (блок ТРЩ), «U

пд

«Ū» и «Uк» (блок ИП);

3) Изменяя положение ручки «ввод X» (блок ИМ2) с шагом

∆Х

= 2см, снять зависимость U

вх

= f (X

вых

) и внести полученные

вх

данные в графу 4 табл.2

Результат исследования датчика линейных перемещений

» (блок

пд

» (блок ПУ),

Таблица 2

6. Снять статистические характеристики ПД2 под нагрузкой:

1) Выполнить пп.1–5 разд. 4;

2) Снять зависимость U

= f (Xвх) для двух значений Rн и вне-

вых

сти полученные данные в графы 5 и 6 табл. 2;

3) Отключить тумблер «сеть» (блок ТРЩ) и разобрать электри-

ческую схему.

7. Произвести обработку экспериментальных данных:

1) Используя данные граф 4, 5, 6 табл.1, построить статические

характеристики U

= f (φвх) датчика угловых перемещений;

вых

2) Построить аналогичные характеристики датчика линейных

перемещений, на основе данных табл.2;

3) Вычислить по формулам (4) и (5) статический коэффициент

передачи Kст при двух значениях сопротивления нагрузки: Rн = ∞ и

Rн = Rн2; результаты вычислений записать в графы 7, 8 табл.1, 2;

4) Используя результаты вычислений, выполненных в преды-

дущем пункте, построить графики зависимости Kст = f (вх); Kст = f

(Хвх);

5) Вычислить по формулам (2) и (3) теоретическое и экспери-

ментальное значение относительной нелинейности статической ха-

рактеристики  для сопротивления Rн = R

; результаты вычислений

н2

записать в графы 9 и 10 табл.1 и 2; сравнить максимальные значения относительной нелинейности 

. полученные расчетным путем.

max

Оформление отчета

Отчет должен содержать:

1) принципиальную электрическую схему потенциометриче-

ских датчиков ПД1 и ПД2;

2) табл.1, 2 с экспериментальными и расчетными данными и

таблицу измерительных приборов;

3) статические характеристики датчиков ПД1 и ПД2;

4) графики зависимости Kст = f (Xвх) и Kст = f (φвх)

Контрольные вопросы

1. Каково назначение потенциометрических датчиков?

2. В чем состоит различие датчиков ПД1 и ПД2?

3. Какие параметры датчиков являются входными величинами,

а какие выходными?

4. Каким образом в датчике осуществляется преобразование не-

электрической величины в электрический сигнал?

5. Что называется статической характеристикой потенциомет-

рического датчика?

6. Какое влияние оказывает величина сопротивления нагрузки

на характеристики датчика?

7. Каким параметром оценивается нелинейность статической

характеристики датчика?

8. Где применяются потенциометрические датчики?

9. В чем заключаются достоинства и недостатки потенциомет-

рических датчиков?

Задачи по УИРС

Определить витковые скачки напряжения и оценить дискрет-

ность выходной величины датчика ПД1 как отношение количества

витков на вольт.

Кварцевый

генератор

Формироват

ель

импульсов

Счетчик

импульсов

Исполни-

тельный

механизм

Схема

сравнения

Лабораторная работа № 2

ИССЛЕДОВАНИЕ ЭЛЕКТРОННОГО РЕЛЕ ВРЕМЕНИ

Цель работы:

1) ознакомиться с принципом работы, характеристиками и па-

раметрами аналогового электронного реле времени (ЭРВ);

2) исследовать зависимость выдержки времени ЭРВ от сопро-

тивления входной цепи и управляющего напряжения.

Описание лабораторной установки

Для автоматизации технологических процессов и машин используются реле времени, устройство и принцип действия которых определяется диапазоном выдержек времени, точностью установки выдержки времени, надежностью работы. Широкое применение нашли механические, пневматические, электромеханические и электронные реле времени. Наибольшую точность и диапазон выдержки времени обеспечивают ЭРВ, построенные на принципе счета импульсов, вырабатываемых высокостабильными кварцевыми генера-

торами (рис. 1).

Рис. 1. Блок-схема импульсного ЭРВ

ичный код числа импульсов кварцевого генератора. При совпадении кода, выдаваемого счетчиком импульсов, с кодом установленной выдержки времени схема сравнения кодов выдает сигнал на сраба-

тывание исполнительного механизма.

Выходной сигнал счетчика импульсов представляет собой дво-

Более простые по устройству, но менее точные ЭРВ работают на использовании свойств аналоговых времязадающих цепей. Времязадающая интегрирующая цепь показана на рис.2. Выходное

напряжение времязадающей цепи U устройства, срабатывающего при превышении напряжения U ранее установленного значения U

пор

подается на вход порогового

вых

за-

вых

. Очевидно, что время выдержки

может быть изменено регулированием постоянной времени цепи T = R1C1, управляющим напряжением Uy или величиной U

пop

Рис. 2. Времязадающая интегрирующая цепь

В исходном состоянии контакты 1–2 кнопки РК замкнуты и

напряжение на конденсаторе Uc равно постоянному управляющему напряжению U

, подаваемому на интегрирующую цепь. При замы-

кании контактов 1–3 кнопки РК конденсатор C1 быстро разряжается через сопротивление Rр до нуля. При отпускании кнопки РК замы-

каются ее контакты 1–2 и конденсатор начнет заряжаться через со-

противление R1.

ЭРВ, входящее в состав лабораторного стенда, выполнено в виде отдельного блока, обозначенного на лицевой панели буквами ПУ

(рис. 3).

Блоки, используемые в данной лабораторной работе, выделены

штриховкой: ТРЩ – токораспределительный щит; ИП – источник питания; ПУ – пульт управления.

вх

вх0

U 





срс 

 UUU

Рис.3. Схема расположения блоков лабораторного стенда

Исследуемое ЭРВ (рис.5) предназначено для регулирования задержки срабатывания исполнительного реле К1 относительно вход-

ного сигнала. В состав ЭРВ входят:

а) входная времязадающая зарядная цепь R1C1;

б) пороговое устройство – электронный усилитель на транзи- сторе VT1 с исполнительным реле К1 в нагрузке;

в) повторитель сигналов ЭРВ – реле К2.

В исходном (статическом) состоянии схемы контакты 1 – 2

кнопки РК замкнуты. При этом состояние исполнительного реле К1 определяется величиной входного тока усилителя, протекающего по

цепи +Uп, Rвх, R1, Rп, – Uп. Величина Iвх определяется напряжением

U на базе транзистора VT1, равным напряжению Uc на конденсаторе C1. Конденсатор C1 заряжен до напряжения

где Uy– управляющее напряжение, снимаемое с движка потенциометра Rп; R

На нагрузочном сопротивлении усилителя (на обмотке реле К1)

выделяется напряжение U усилителя по напряжению.

В исходном состоянии схемы обеспечивается условие

– входное сопротивление усилителя.

вх

= KUс, где K – коэффициент усиления

вых

<<< < Предыдущая 12 / 62 3 4 5 6 > Следующая >>>

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]